SU1718133A1 - Relative voltage alteration meter - Google Patents

Relative voltage alteration meter Download PDF

Info

Publication number
SU1718133A1
SU1718133A1 SU894770923A SU4770923A SU1718133A1 SU 1718133 A1 SU1718133 A1 SU 1718133A1 SU 894770923 A SU894770923 A SU 894770923A SU 4770923 A SU4770923 A SU 4770923A SU 1718133 A1 SU1718133 A1 SU 1718133A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
counter
voltage
flip
Prior art date
Application number
SU894770923A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Подгорный
Original Assignee
Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика" filed Critical Ангарское Опытно-Конструкторское Бюро Автоматики Научно-Производственного Объединения "Химавтоматика"
Priority to SU894770923A priority Critical patent/SU1718133A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1718133A1 publication Critical patent/SU1718133A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в измерител х диэлектрических характеристик . Цель изобретени  - расширение диапазона измерений, котора  достигаетс  применением двух логических элементов ИЛИ 8, 9, D-триггера 7, ключа 6 за счет выбора числа разр дов счетчиков с учетом требуемой точности и количества Т-тригге- ров с учетом диапазона измер емого напр жени . Устройство содержит также преобразователь 1 напр жение - частота, два ключа 4,5, реверсивный счетчик 2, счетчик 3, блок 11 цифровой регистрации, элемент 12 задержки, блок 10 управлени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used in measuring dielectric characteristics. The purpose of the invention is to expand the measurement range, which is achieved by using two logical elements OR 8, 9, D-flip-flop 7, key 6 due to the choice of the number of bits of counters, taking into account the required accuracy and the number of T-flip-flops, taking into account the range of the measured voltage . The device also contains a voltage converter 1 - frequency, two keys 4.5, a reversible counter 2, a counter 3, a digital recording unit 11, a delay element 12, a control unit 10. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

Фиг.11

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в блоках измерени  потерь в диэлькометри- ческих анализаторах.The invention relates to a measurement technique and can be used in loss measurement units in dielectric analyzers.

Известно устройство дл  измерени  от- носительного изменени  напр жений, реализованное в дизлькометре, содержащее аналоговый блок вычислени  отношени  двух напр жений, запоминающее устройство и вычитатель.A device for measuring voltage changes, implemented in a diesel meter, contains an analog unit for calculating the ratio of two voltages, a memory device and a subtractor.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В запоминающем устройстве запоминаетс  напр жение Do. Выход запоминающего устройства соединен с первым входом вычитател , на второй вход которого подаетс  напр жение Ux (Ux Uo). Разность (Do - Ux) напр жений с вычитател  поступает на первый вход блока вычислени  отношени  двух напр жений, на второй вход кото- рого поступает напр жение Ux. На выходе блока вычислени  отношени  двух напр жений в результате присутствует напр жеUo-UxThe Do voltage is stored in the memory. The output of the storage device is connected to the first input of the subtractor, the second input of which is supplied with the voltage Ux (Ux Uo). The difference (Do - Ux) of the voltages from the subtractor is fed to the first input of the unit for calculating the ratio of two voltages, the second input of which is supplied by the voltage Ux. At the output of the unit for calculating the ratio of two voltages, the result is a voltage Uo-Ux

ние, равное отношению -пи relation equal to the relation

ихtheir

пропорциональное измер емой проводимости QX, эквивалентной диэлектрическим потер м в исследуемом образце вещества.proportional to the measured conductivity QX, equivalent to the dielectric loss in the sample under study.

Напр жени  U0 и Ux поступают на вход устройства периодически от одного источ- ника, поэтому необходимо запоминающее устройство, вход которого с источником св зан через переключатель, синхронизированный с по влением напр жений Uo и Ох.The voltages U0 and Ux are fed to the input of the device periodically from the same source, therefore a memory device is needed, the input of which is connected to the source through a switch synchronized with the appearance of voltages Uo and Ox.

Основным недостатком данного устрой- ства  вл етс  низка  точность. Источниками погрешности  вл ютс  утечки в сопротивлении изол ции аналогового ЗУ и коммутирующего ключа. Низка  точность вообще присуща устройствам, использую- щим обработку информации в аналоговой форме.The main disadvantage of this device is its low accuracy. Sources of error are leaks in the insulation resistance of the analog memory device and the switching key. Low accuracy is generally inherent in devices that use information processing in analog form.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  относительных приращений аналоговых сигналов, предназначенное дл  использовани  в автоматическом дизлькометрическом влагомере .Closest to the present invention is a device for measuring the relative increments of analog signals, intended for use in an automatic diesel meter.

Устройство содержит АЦП, преобразующий уровень входного сигнала в число им- пульсов, два реверсивных счетчика, счетчик, два ключа, элемент задержки, блок управлени  и блок цифровой регистрации. Устройство позвол ет автоматически определ ть относительное «вменение убывающего сиг- мала к его исходному уровню.The device contains an ADC that converts the input signal level into a number of pulses, two reversible counters, a counter, two keys, a delay element, a control unit, and a digital recording unit. The device allows you to automatically determine the relative imputation of the descending signal to its original level.

Выход АЦП через первый ключ св зан с входом пр мого счета первого двоично-дес тичного счетчика, выход переноса (переполнени ) которого - с входами пр мого счета второго реверсивного счетчика и счетчика , информационные выходы которого соединены с входами Установка второго реверсивного счета, выход переноса которого - через элемент задержки с входами обратного счета первого двоично-дес тичного реверсивного счетчика и предварительной записи второго реверсивного счетчика, вход обратного счета которого через второй ключ соединен с выходом АЦП, причем выходы блока управлени  соединены с управл ющими входами ключей, входами Сброс счетчика и второго реверсивного счетчика и входом Сброс первого реверсивного счетчика; информационные выходы которого соединены с входами блока цифровой регистрации.The ADC output through the first key is connected with the direct count input of the first binary decimal counter, the transfer output (overflow) of which is connected with the direct count inputs of the second reversible counter and counter, whose information outputs are connected to the inputs Set the second reverse account, transfer output which - through the delay element with the inputs of the countdown of the first binary-decimal reversible counter and the preliminary recording of the second reversible counter, the countdown input of which is connected to the output via a second key one ADC, with the outputs of the control unit connected to the control inputs of the keys, the Reset inputs of the counter and the second reversible counter, and the Reset input of the first reversing counter; information outputs of which are connected to the inputs of the digital registration unit.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Предварительно установив счетчики в ноль, устройство управлени  открывает ключ, при этом импульсы АЦП поступает на вход пр мого счета первого двоично-дес тичного реверсивного счетчика, выполн ющего роль делител  частоты с числом дес тичных разр дов к. 1/1мпульсы переполнени  первого реверсивного счетчика поступают на вход счетчика и. вход пр мого счета второго реверсивного счетчика.Presetting the counters to zero, the control device opens the key, and the ADC pulses enter the direct count input of the first binary-decimal reversing counter, acting as a frequency divider with the number of decimal digits k. 1/1 overflow pulses of the first reversible counter to the input of the counter and. input direct account of the second reversible counter.

Число разр дов счетчиков определ етс  требуемой точностью измерени . Например , если погрешность вычислени  должна быть не выше 1%, то первый двоично-дес тичный реверсивный счетчик должен иметь не менее двух дес тичных разр дов (k -2), а емкость второго реверсивного и нереверсивного счетчиков должна позвол ть записывать соответствующее первому преобразуемому напр жению числоThe number of counter bits is determined by the required measurement accuracy. For example, if the calculation error should be no higher than 1%, then the first binary-decimal reversible counter should have at least two decimal places (k -2), and the capacity of the second reversible and non-reversible counters should allow to write the corresponding first transformable value live number

М Е () 100,M E () 100,

где Во - число импульсов, прошедшее через первый ключ;where In - the number of pulses that passed through the first key;

RR

Ј - цела  часть отношени  -т.Ј - the whole part of the relationship-t.

Врем  аналого-цифрового преобразовател  входного сигнала, т.е. врем , на которое открываютс  ключи, выбираетс  таким, чтобы второй реверсивный счетчик был максимально заполнен, но в то же врем  не переполн лс .The time of the analog-digital converter of the input signal, i.e. the time at which the keys are opened is chosen so that the second reversible counter is as full as possible, but at the same time not overflowed.

Затем блок управлени , предварительно установив в нуль первый реверсивный счетчик, что соответствует записи в него числа 10k (100 при k 2), открывает второй ключ, через который импульсы АЦП, соответствующие меньшему из преобразуемых напр жений, поступают на вход обратногоThen, the control unit, having previously set the first reversible counter to zero, which corresponds to the entry in it of the number 10k (100 when k 2), opens the second key, through which the ADC pulses corresponding to the smaller of the transformed voltages arrive at the input of the reverse

счета второго реверсивного счетчика и вычитаютс  из его содержимого. При установлении в нуль второго реверсивного счетчика на его выходе по вл етс  сигнал, подаетс  на вход обратного счета первого реверсивного счетчика и на вход предварительной записи второго реверсивного счетчика. В результате осуществл етс  параллельна  перезапись содержимого нереверсивного счетчика во второй реверсивный счетчик.bills of the second reversible counter and subtracted from its contents. When the second reversible counter is set to zero, a signal appears at its output, is fed to the countdown input of the first reversible counter and to the pre-recording input of the second reversible counter. As a result, a parallel rewrite of the contents of the non-reversible counter into the second reversible counter takes place.

Таким образом, во второй части измерений второй реверсивный счетчик по отношению к первому реверсивному счетчику выполн ет роль делител  частот с коэффициентом делени  N. Общее число импульсов переполнени , получаемых при обратном счете второго реверсивного счетчика, равноThus, in the second part of the measurements, the second reversible counter with respect to the first reversing counter performs the role of a frequency divider with a division factor N. The total number of overflow pulses received when the second reversing counter is counted down is

Ri-E (§)Ri-E (§)

где Bi - число импульсов, прошедшее через второй ключ, соответствующее числовому эквиваленту второго напр жени  U(ti);where Bi is the number of pulses passed through the second key, corresponding to the numerical equivalent of the second voltage U (ti);

сВ|cV |

Е - цела  часть числа -гг .E is a whole part of the number - yy.

Поэтому после окончани  цикла измерени  содержимое счетчика окажетс  равнымTherefore, after the end of the measurement cycle, the contents of the counter will be equal to

gi 100k-Ri.gi 100k-ri.

что при к 2 с точностью до 1 % соответствует истинному значению относительного приращени  сигнала на входе АЦП, определ емому по формулеthat for k 2, with an accuracy of 1%, corresponds to the true value of the relative increment of the signal at the input of the ADC, which is determined by the formula

q.-Ц(toУ-и ft) . iopq.-p (toU-and ft). iop

9U (to) 9U (to)

где U(t) - исследуемый сигнал;where U (t) is the signal under study;

to ti - моменты времени, относительно которых осуществл етс  оценка величины изменени  сигнала.to ti are the instants of time with respect to which the magnitude of the change in the signal is estimated.

Результат измерени  отображаетс  с помощью блока цифровой регистрации.The measurement result is displayed using a digital recording unit.

Недостатки известного устройства дл  измерени  относительного изменени  аналогового сигнала состо т в его сложности (необходимо использовать два реверсивных счетчика), в невозможности его использовани  в резонансных измерител х диэлектрических параметров и измерител  полной проводимости, в которых необходимо измер ть относительное изменение напр жени  на LC-контуре после введени  в емкостной датчик- чейку, включенную в резонансный контур, исследуемого вещества. В этом случае вычислени  должны осуществл тьс  по формулеThe disadvantages of the known device for measuring the relative change in the analog signal are its complexity (it is necessary to use two reversible counters), the impossibility of using it in resonant dielectric parameter meters and an admittance meter in which the relative voltage change on the LC circuit is to be measured. after inserting the test substance into the capacitive sensor included in the resonant circuit. In this case, the calculation should be carried out according to the formula

Uo-Ux m Uo-Ux m

.9k, .9k

где QX - посто нна ,where QX is constant,

UD - напр жение на контуре до введени  исследуемого вещества;UD is the voltage on the circuit prior to the introduction of the test substance;

Ux - напр жение на контуре после введени  в  чейку вещества (Ux Uo, т.е. необходимо вычисл ть отношение абсолютного изменени  напр жени  к меньшему из 5 напр жений).Ux is the voltage on the circuit after the substance is introduced into the cell (Ux Uo, i.e., it is necessary to calculate the ratio of the absolute change in voltage to the smaller of 5 voltages).

Цель изобретени  - упрощение устройства дл  измерени  относительного измене- ни  напр жений при одновременном обеспечении возможности его использова0 ни  в качестве цифрового блока измерени  диэлектрических потерь в резонансных ди- элькометрах и расширение диапазона измерений .The purpose of the invention is to simplify the device for measuring the relative voltage variation while at the same time making it possible to use it as a digital unit for measuring the dielectric losses in resonant conductors and extending the measurement range.

Поставленна  цель достигаетс  тем, чтоThe goal is achieved by the fact that

5 устройство, содержащее преобразователь напр жени  в частоту, два ключа, реверсивный счетчик, вход пр мого счета которого через первый ключ соединен с выходом преобразовател  напр жени  в частоту, второй5, a device containing a voltage to frequency converter, two keys, a reversible counter, the direct count input of which is connected to the output of a voltage to frequency converter through a first key, and a second

0 счетчик, блок цифровой регистрации, элемент задержки и блок управлени , первые два выхода которого соединены с управл ющими входами первого и второго ключей, дополнительно введены две схемы ИЛИ, D5 триггер и включенный между третьим тактовым выходом блока управлени  и счетным входом второго счетчика третий ключ, управл ющий вход которого и первый вход первой схемы ИЛИ соединены с выходом0 a counter, a digital recording unit, a delay element and a control unit, the first two outputs of which are connected to the control inputs of the first and second keys, additionally introduced two OR circuits, D5 trigger and connected between the third clock output of the control unit and the counting input of the second counter third key whose control input and the first input of the first OR circuit are connected to the output

0 D-триггера, вход синхронизации которого и второй вход первой схемы ИЛИ - с вторым выходом, блока управлени , четвертый выход которого соединен с входами установки в ноль счетчиков и первым входом второй0 D-flip-flop, the synchronization input of which and the second input of the first OR circuit - with the second output, the control unit, the fourth output of which is connected to the inputs of the installation of zero counters and the first input of the second

5 схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом обратного переноса первого реверсивного счетчика, вход обратного счета которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  в частоту через второй5 of the OR circuit, the second input of which is connected to the reverse transfer output of the first reversible counter, the counting input of which is connected to the output of the voltage-frequency converter through the second

0 ключ, управл ющий вход которого соединён с выходом первой схемы ИЛИ, а выход второй схемы ИЛИ - с входом сброса D-тригге- ра, выход которого через элемент задержки соединен с входом Запись блока цифро5 вой индикации, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами второго счетчика.0 key, the control input of which is connected to the output of the first OR circuit, and the output of the second OR circuit to the reset input of the D-flip-flop, the output of which is connected to the input through the delay element Record of the digital display unit, whose information inputs are connected to the corresponding outputs second counter.

Блок управлени  устройства выполнен в виде двух М-входовых схем И, формирова0 тел  импульса сброса, вход которого соединен с выходом первой схемы И, и последовательно включенных генератора тактовых импульсов и М Т-триггеров, причем первым выходом блока управлени   в5 л етс  выход первой схемы И, входы которой соединены с пр мыми выходами первых М-1 Т-триггеров и инверсным выходом последнего Т-триггера, пр мой выход которого соединён с входом второй схемы И, остальные входы которой соединены сThe control unit of the device is made in the form of two M-input circuits AND, forming the bodies of a reset pulse, whose input is connected to the output of the first AND circuit, and series-connected clock generator and M T-flip-flops, with the first output of the control block including the output of the first circuit And, the inputs of which are connected to the direct outputs of the first M-1 T-flip-flops and the inverse output of the last T-flip-flop, the direct output of which is connected to the input of the second And circuit, the remaining inputs of which are connected to

инверсными выходами остальных Т-тригге- ров, выход второй схемы И  вл етс  вторым выходом блока управлени , третьим выходом которого  вл етс  дополнительный выход генератора тактовых импульсов, а число М Т-триггеров определ етс  по формулеthe inverse outputs of the remaining T-triggers, the output of the second circuit I is the second output of the control unit, the third output of which is the additional output of the clock pulse generator, and the number of M T-triggers is determined by the formula

M . .ихминM. .ichmin

где - цела  часть числа х;where is the whole part of the number x;

Uo - значение максимального напр жени  на входе устройства, относительно которого измер ютс  изменени  напр жени ;Uo is the maximum voltage value at the input of the device, relative to which voltage variations are measured;

Ux мин значение минимального напр жени  на входе устройства.Ux min is the minimum voltage value at the device input.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства дл  измерени  относительного изменени  напр жений; на фиг. 2 -принципиальна  схема блока управлени ; на фиг. 3 - временные диаграммы напр жений , по сн ющие работу устройства: а - на выходе тактового генератора; в-е - на пр мых выходах Т-триггеров; f - на первом выходе блока управлени -сигнал, Открывающий вход пр мого счета реверсивного счетчика; д- на втором выходе блока управлени ; h - на выходе D-триггера - на управл ющем входе второго ключа; I - на управл ющем входе первого ключа, открывающем вход обратного счета РС2.FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring relative stress variation; in fig. 2 is the basic scheme of the control unit; in fig. 3 - time diagrams of voltages that explain the operation of the device: a - at the output of the clock generator; V-e - on direct outputs of T-flip-flops; f - at the first output of the control unit - signal, which opens the input of the direct account of the reversible counter; d- at the second output of the control unit; h - at the output of the D-flip-flop - at the control input of the second key; I is at the control input of the first key opening the PC2 countdown input.

Устройство содержит преобразователь 1 входного напр жени  в частоту (ПНЧ), реверсивный счетчик, счетчик 3, ключи 4-6, D-триггер 7, схемы ИЛИ 8-9, блок 10 управлени , блок 11 цифровой регистрации и элемент 12 задержки. The device contains an input voltage-to-frequency (IFF) converter 1, a reversible counter, a counter 3, keys 4-6, a D-flip-flop 7, an OR circuit 8-9, a control unit 10, a digital registration unit 11, and a delay element 12.

Входы пр мого и обратного счета реверсивного счетчика 2 с выходом ННЧ-1 соединены соответственно через ключи 4 и 5, управл ющие входы которых соответственно соединены с первым выходом блока 10 управлени  и выходом схемы ИЛИ 8.The forward and reverse counting inputs of the reversible counter 2 with the output of NLF-1 are connected respectively via keys 4 and 5, the control inputs of which are respectively connected to the first output of the control unit 10 and the output of the OR 8 circuit.

Выход обратного переноса реверсивного счетчика 2 через схему ИЛИ 9 соединен с входом сброса D-триггера 7, вход синхронизации которого и первый вход счеты ИЛИ 8 соединены с вторым выходом блока 10 управлени , третий тактовый выход которого через ключ 6 соединен со счетным входом счетчика 3. Четвертый выход блока 10 управлени  соединен с входами установки в ноль счетчиков и вторым входом схемы ИЛИ 9. Выход D-триггера 7 соединен с управл ющим входом ключа 6, вторым входом схемы ИЛИ 8 и через элемент 12 задержки с входом Запись блока 11 цифровой регистрации , информационные входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 3.The reverse transfer output of the reversible counter 2 is connected via the OR circuit 9 to the reset input of the D-flip-flop 7, the synchronization input of which and the first input are OR8 8 connected to the second output of the control unit 10, the third clock output of which is connected to the counting input of the counter 3 via the key 6. The fourth output of the control unit 10 is connected to the inputs for setting the meters to zero and the second input of the OR circuit 9. The output of the D-flip-flop 7 is connected to the control input of the key 6, the second input of the OR circuit 8 and through the delay element 12 to the input of the block 11 digital register tion, whose data inputs are connected to respective outputs of the counter 3.

Блок 10 управлени  содержит две четы- рехвходовых схемы И 13 и 14, формирователь 15 импульсов сброса, вход которого соединен с выходом схемы И 13, и последовательно включенные генератор 16 тактовых импульсов и Т-триггеры 17-20. Первым выходом блока управлени   вл етс  выход схемы И 13, входы которой соединены с пр мыми выходами Т-триггеров 17-19 и инверсным выходом Т-триггера 20, пр мой выход которого соединен с входом схемы И 14, остальные входы которой соединены с инверсными выходами Т-триггеров 17-19. Вторым выходом блока управлени   вл етс  выход схемы И 14, третьим выходом -дополнительный выход генератора 16 тактовых импульсов, четвертым - выход формировател  15 импульсов сброса.The control unit 10 comprises two four-input circuits AND 13 and 14, a shaper 15 of reset pulses, the input of which is connected to the output of the AND circuit 13, and a series-connected generator of 16 clock pulses and T-flip-flops 17-20. The first output of the control unit is an output of an AND 13 circuit, whose inputs are connected to direct outputs of T-flip-flops 17-19 and an inverse output of T-flip-flop 20, a direct output of which is connected to an input of AND circuit 14, which other inputs are connected to inverse outputs T-flip-flops 17-19. The second output of the control unit is the output of the circuit 14, the third output is the additional output of the generator 16 clock pulses, the fourth the output of the driver 15 reset pulses.

В момент времени ti блок 15 по положительному перепаду напр жени , поступающего на его вход с выхода схемы И 13, формирует на выходе короткий (около 75 не) импульс, который с выхода 3 блока 10 поступает на входы Очистка счетчиков 2 и 3 иAt time ti, unit 15, by a positive voltage drop arriving at its input from the output of the circuit 13, generates a short (about 75 ns) pulse at the output that from output 3 of block 10 enters the inputs Cleaning of counters 2 and 3 and

через схему ИЛИ 9 на вход сброса D-триггера 7.through the scheme OR 9 to the reset input of the D-trigger 7.

Одновременно высоким уровнем напр жени  с выхода И 13 (выход 1 блока 10 управлени ), поступающим на управл ющийAt the same time, a high level of voltage from the output AND 13 (output 1 of the control unit 10) to the control

вход ключа 4, открываетс  вход пр мого счета реверсивного счетчика 2.the input of the key 4, opens the entrance of the direct account of the reversible counter 2.

В течение промежутка времени от ti до ta реверсивный счетчик 2 заполн етс  с входа пр мого счета импульсами, частота котоРЫХ пропорциональна опорному напр жению Uo.During the period from ti to ta, the reversible counter 2 is filled from the direct counting input with pulses whose frequency is proportional to the reference voltage Uo.

Длительность определ етс  временем нахождени  в единичном состо нии триггера Т 17.The duration is determined by the time in the single state of the trigger T 17.

В момент времени t2 к входу преобразовател  1 напр жение-частота подключаетс  источник напр жени  (Ux Uo). Одновременно выход блока 1 переключаетс  с входа пр мого счета на вход обратного счета реверсивного счетчика 2. Выход блока 1 соедин етс  с входом обратного счета реверсивного счетчика 2 ключом 5, на управл ющий вход которого через схему ИЛИ 8 с момента времени t2 no ta поступает высокийAt time t2, a voltage source (Ux Uo) is connected to the input voltage-frequency converter 1. At the same time, the output of block 1 switches from the direct count input to the countdown input of the reversible counter 2. The output of block 1 is connected to the countdown input of the reversible counter 2 by key 5, to the control input of which through the OR 8 circuit since time t2 no ta enters a high

уровень напр жени  с выхода 2 блока 10 управлени  (выход схемы И 14).voltage level from output 2 of control block 10 (output of circuit 14).

В момент времени 1з задним фронтом напр жени  с выхода схемы И 14 D-триггер 7 устанавливаетс  в единичное состо ние иAt time point I, the falling edge of the voltage from the output of the circuit AND 14, D-flip-flop 7 is set to one and

высокий уровень напр жени  с его выхода, поступа  через схему ИЛИ 8 на ключ И 5, оставл ет открытым вход обратного счета реверсивного счетчика 2 и, поступа  на управл ющий вход ключа Кб, разрешает проa high level of voltage from its output, entering through the circuit OR 8 on the key AND 5, leaves open the countdown input of the reversible counter 2 and, entering the control input of the key KB, allows

хождение импульсов с тактового генератора 16 в счетчик 3.pulses from the clock generator 16 to the counter 3.

Таким образом на отрезке временй от ti до t2 реверсивный счётчик 2 заполн етс  с входа пр мого счета импульсами, частота следовани  которых пропорциональна Uo, a с момента t2 - с входа обратного счета импульсами , частота следовани  которых пропорциональна Ux(Ux U0).Thus, in the time interval from ti to t2, the reversible counter 2 is filled from the direct count input with pulses whose tracking frequency is proportional to Uo, and since t2 from the counting input with pulses whose tracking frequency is proportional to Ux (Ux U0).

Поэтому, так как t2 - ti ° ta -12, к моменту времени ts в счетчике 2 останетс  записанным число импульсов, пропорциональное разности напр жений U0 - Ux. С этого момента времени (гз) начинает заполн тьс  счетчик 3 импульсами с генератора 16 тактовых импульсов. Заполнение счетчика 3 продолжаетс  до тех пор/пока содержимое реверсивного счетчика 2 не пройдет через ноль, при этом на выходе реверсивного счетчика 2 по вл етс  импульс обратного переноса, поступающий через схему ИЛИ 9 на вход Сброс D-триггер 7, и низкий уровень напр жени  на его выходе отключает вход счетчика 3 от выхода генератора тактовых импульсов.Therefore, since t2 - ti ° ta -12, by the time ts in counter 2, the number of pulses will remain recorded, which is proportional to the difference in voltage U0 - Ux. From this point in time (r3) the counter begins to be filled with 3 pulses from the generator of 16 clock pulses. The filling of the counter 3 continues until the contents of the reversible counter 2 passes through zero, while the output of the reversing counter 2 is accompanied by a reverse transfer pulse coming through the OR 9 circuit to the Reset input D-flip-flop 7, and a low voltage level at its output it disables the input of the counter 3 from the output of the clock generator.

Очевидно, врем  () заполнени  счетчика 3 пр мо пропорционально разности напр жений () числу импульсов, оставшихс  в реверсивном счетчике 2 к моменту времени ta, и обратно пропорционально напр жению Ux (обратно пропорционально частоте следовани  импульсов , поступающих на вход обратного счета реверсивного счетчика 2, т.е.Obviously, the time () of filling the counter 3 is directly proportional to the voltage difference () the number of pulses remaining in the reversible counter 2 by the time point ta, and inversely proportional to the voltage Ux (inversely proportional to the pulse frequency input to the reverse counting input of the reverse counter 2 i.e.

„. Uo-Ux м“. Uo-Ux m

9k-DT N9 где коэффициент пропорциональности;9k-DT N9 where the proportionality coefficient;

Ng -число импульсов, зафиксированное счетчиком 3 к моменту времени t4.Ng is the number of pulses recorded by counter 3 at time t4.

Определим, каким образом коэффици- ент пропорциональности св зан с параметрами устройства.Determine how the proportionality coefficient is related to device parameters.

Можно записать f0 SU0;(1)You can write f0 SU0; (1)

fx SUx,(2)fx SUx, (2)

где U0 и Ux - напр жени  на входе блока ПНЧ Т;where U0 and Ux are the voltages at the input of the PNCh T block;

fo и fx - соответствующие им частоты на выходе ПНЧ 1;fo and fx are the corresponding frequencies at the output of the FNP 1;

S - крутизна преобразовани  ПНЧ 1.S is the slope of the FNP 1 conversion.

Число импульсов, прошедшее в ревер- сивный счетчик 2 с входа пр мого счета, равноThe number of pulses transmitted to the reversible counter 2 from the input of the direct count is equal to

N& f0(t2-ti),(3)N & f0 (t2-ti), (3)

с входа обратного счета за отрезокfrom the entrance of the countdown account for the segment

Nx fx(t3-t2).(4) Nx fx (t3-t2). (4)

С учетом (1) и (2) и (3) и (4) можно определить число импульсов, оставшеес  в счетчике 2 к моменту гзTaking into account (1) and (2) and (3) and (4), it is possible to determine the number of pulses remaining in counter 2 by the time rz

N0-Nx S(U0-UxXt2-ti).(5)N0-Nx S (U0-UxXt2-ti). (5)

Врем  () заполнени  счетчика 3 определ етс  изThe time () for filling the counter 3 is determined from

t4- ta t4- ta

NQ-NX s(Uo-ux)(t2-ti)NQ-NX s (Uo-ux) (t2-ti)

susu

(t2-tl).(t2-tl).

(6)(6)

А число Ng импульсов, прошедшее счетчик 2, равноAnd the number of Ng pulses, past the counter 2, is equal to

NoNo

Uo - Ux 07Uo - Ux 07

(t2-ti)frm.(t2-ti) frm.

(7)(7)

5five

00

0 0

5five

0 0

5 five

0 0

5five

00

где тгти - частота с выхода 3 тактового генератора 16, т.е.where tgti is the frequency from the output of 3 clock generator 16, i.e.

Qk (t2 - ti) frm(8)Qk (t2 - ti) frm (8)

Очевидно, коэффициент пропорциональности д  равен отношению частот на выходе 3 генератора 16 тактовых импульсов и на входе Т-триггера 7. Это отношение частот можно выбрать таким образом, чтобы получать результат измерени  непосредственно в значени х измер емой проводимости .Obviously, the proportionality coefficient d is equal to the frequency ratio at the output 3 of the generator 16 clock pulses and at the input of the T-flip-flop 7. This frequency ratio can be chosen in such a way as to obtain the measurement result directly in the values of the measured conductivity.

Диапазон измерени  относительного изменени  напр жений ограничиваетс  до- 5 пустимым временем (tn - ta} заполнени  счетчика 3, которое зависит от количества включенных последовательно Т-триггеров. Дл  приведенного примера реализации устройстваThe measurement range of the relative voltage is limited by the permissible time (tn - ta} filling the counter 3, which depends on the number of T-flip-flops connected in series. For an example implementation of a device

(t4-t3H2(M-1)-1)(t2.-ti); . (9)(t4-t3H2 (M-1) -1) (t2.-ti); . (9)

t4-t3t4-t3

7. 7

С учетом (9) из (6) имеемIn view of (9) of (6), we have

UQ UXMHH U - t3UQ UXMHH U - t3

2(M-D. -i. (10)2 (M-D. -I. (10)

UXMHHt2 tlUXMHHt2 tl

Откуда находим число Т-триггеров, обеспечивающее требуемый диапазон измеренийWhere do we find the number of T-triggers, providing the required range of measurements

0(м-1) Uo - Ux , , U00 (m-1) Uo - Ux,, U0

UxUx

M-1 M-1

+1+1

UcUc

..

(11)(eleven)

(12)(12)

ХМИН Cumin

где Ux мин - значение минимального напр жени  на входе устройства;where Ux min is the minimum voltage value at the device input;

- цела  часть числа X. - the whole part of the number X.

Предлагаемое устройство позвол ет измер ть относительное изменение убывающих напр жений,  вл етс  более простым по сравнению с известным и обеспечивает более высокую точность измерени  диэлектрических потерь в резонансных диэлько- метрических анализаторах, например в резонансных измерител х диэлектрической проницаемости типа ТАНГЕНС-2М и Ш2-5, основанных на методе пр мого замещени . Принцип действи  диэлькометров состоит в том, что к измерительному LC-контуру ди- элькометра поочередно подключаютс  заполненна  исследуемым веществомThe proposed device makes it possible to measure the relative change of the decreasing voltages, is simpler than the known one, and provides a higher accuracy in measuring the dielectric losses in resonant dielectric-mass analyzers, for example, in Tangens-2M and W2-5 resonance dielectric meters. based on the direct replacement method. The principle of operation of dielectric meters is that the measuring circuit of the meter is alternately connected to the measuring circuit.

емкостна   чейка-датчик или градуированный конденсатор. При подключенной  чейке LC-контур настраиваетс  в резонанс посто нно включенным в него конденсатором переменной емкости, а при подключении к LC-контуру вместо  чейки градуированного конденсатора изменением емкости этого конденсатора. После настройки диэлектрическую проницаемость вещества определ ют по шкале градуированного конденсатора, а проводимость дх, эквивалентную диэлектрическим потер м в веществе - по относительному изменению напр жени  на LC-контуре. Известноcapacitive cell sensor or graduated capacitor. When a cell is connected, the LC circuit adjusts the resonance of a variable capacitor permanently connected to it, and when connected to the LC circuit instead of a graduated capacitor cell, the capacitor changes its capacitance. After tuning, the dielectric constant of the substance is determined on the scale of the graduated capacitor, and the conductivity dx, equivalent to the dielectric loss in the substance, is determined by the relative voltage variation on the LC circuit. Known

- Л.- L.

где Uo - напр жение на настроенном в резонанс контуре при незаполненной  чейке;where Uo is the voltage on the circuit tuned to the resonance with the cell empty;

Ux - напр жение на настроенном в резонанс контуре после введени  в  чейку исследуемого вещества;Ux is the voltage on the circuit tuned to the resonance after the test substance is introduced into the cell;

gk - посто нна  - собственна  проводимость нагруженного контура, эквивалентна  потер м в его элементах.gk - constant - the intrinsic conductivity of the loaded circuit, is equivalent to the losses in its elements.

Из-за наличи  активных потерь в веществе Ux Uo.Due to the presence of active losses in the substance Ux Uo.

Был изготовлен макет предлагаемого устройства и испытан в диэлькометриче- ском анализаторе с положительными результатами .A layout of the proposed device was made and tested in a dielectric analyzer with positive results.

Claims (2)

Формула изобретен.и  1. Устройство дл  измерени  относительного изменени  напр жени , содержащее преобразователь напр жение-частота, два ключа, реверсивный счетчик, счетчик, блок цифровой регистрации, элемент задержки , блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа, вход пр мого счета реверсивного счетчика соединен с выходом первого ключа, вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жение-частота , о т л ичающеес   тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, дополнительно введены два логических элемента ИЛИ, Отригсер, третий ключ, вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , выход третьего ключа соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с четвертым выходом блока управлени , входом сброса реверсивного счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, вход преобразовател  напр жение-частота  вл етс  входом устройства, выход которого соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика, выход обратного переноса которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которогоAn inventive formula 1. A device for measuring a relative voltage change, comprising a voltage-frequency converter, two keys, a reversible counter, a counter, a digital recording unit, a delay element, a control unit, the first output of which is connected to the control input of the first key, The forward counting input of the reversible counter is connected to the output of the first switch, the input of which is connected to the output of the voltage-frequency converter, so that, in order to extend the measurement range, additional and OR, Otrigser, the third key, the input of which is connected to the third output of the control unit, the output of the third key is connected to the counting input of the counter, the reset input of which is connected to the fourth output of the control unit, the reset input of the reversible counter and the first input of the second OR element, the voltage-frequency converter is the input of a device whose output is connected to the input of a second key, the output of which is connected to the counting input of a reversible counter, the output of the reverse transfer of which is connected en with the second input of the second element OR, the output of which соединен с входом сброса D-триггера, вход записи которого соединен с вторым выходом блока управлени  и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом D-триггера, управл ющим входом третьего ключа и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом блока цифровой регистрации , первый вход которого соединен с выходом счетчика, выход первого элемента ИЛИconnected to the reset input of the D-flip-flop, the recording input of which is connected to the second output of the control unit and the first input of the first OR element, the second input of which is connected to the output of the D-flip-flop, the control input of the third key and the input of the delay element whose output is connected to the second input digital registration unit, the first input of which is connected to the output of the counter, the output of the first element OR соединен с управл ющим входом второго ключа.connected to the control input of the second key. 2. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что блок управлени  содержит два М-входовых элемента И, формирователь импульса сброса, генератор импульсов, первый вход которого соединен с входом последовательно соединенных М Т-тригге- ров, причем первым выходом блока управлени   вл етс  выход первого элемента И,2. The device according to claim 1, characterized in that the control unit contains two M-input elements I, a reset pulse shaper, a pulse generator, the first input of which is connected to the input of the series-connected M T-triggers, and the first output of the block control is the output of the first element AND, входы которого соединены с пр мыми выходами первых М-1 Т-триггеров и инверсным выходом последнего Т-триггера. пр мой выход которого соединен с сходом второго элемента И, остальные входы которого соединены с инверсными выходами остальных Т-триггеров, выход второго элемента И  вл етс  вторым выходом блока управлени , третьим выходом которого  вл етс  второй выход генератора тактовых импульсов сбро- /the inputs of which are connected to the direct outputs of the first M-1 T-flip-flops and the inverse output of the last T-flip-flop. the direct output of which is connected to the return of the second element And, the remaining inputs of which are connected to the inverse outputs of the remaining T-flip-flops, the output of the second element And is the second output of the control unit, the third output of which is the second output of the clock pulse reset / са соединен с выходом первого элемента И, а число М Т-триггеров определ етс  по формулеSa is connected to the output of the first element, And, and the number of M T-flip-flops is determined by the formula UcUc ,, 4сМ тт- .4sM tt-. 3ихмин3hmin где - цела  часть числа X;where is the whole part of the number X; Uo - значение максимального напр жени  на входе устройства, относительно которого измер етс  изменение напр жени ; SO Ux мин - значение минимального напр жени  на входе устройства.Uo is the value of the maximum voltage at the input of the device, relative to which the voltage change is measured; SO Ux min is the minimum voltage value at the device input. - -о- .- -about- . Г/.G /. / S6 g/ S6 g -гч-gch .. (F Г-/ГG- / G jj
SU894770923A 1989-12-18 1989-12-18 Relative voltage alteration meter SU1718133A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770923A SU1718133A1 (en) 1989-12-18 1989-12-18 Relative voltage alteration meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770923A SU1718133A1 (en) 1989-12-18 1989-12-18 Relative voltage alteration meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1718133A1 true SU1718133A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21485557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894770923A SU1718133A1 (en) 1989-12-18 1989-12-18 Relative voltage alteration meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1718133A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Аргов В.Ю.Цифровой измеритель относительных приращений сигнала. - Приборы и системы управлени , 1984, № 8, с.20. Авторское свидетельство СССР Мг 995309, кл. Н 03 М 1/50, G 01 R 13/02, 06,08.84. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5294889A (en) Battery operated capacitance measurement circuit
US5256979A (en) Method and apparatus for measuring an unknown voltage, and power meter employing the same
US4267436A (en) Interval-expanding timer compensated for drift and nonlinearity
SU1718133A1 (en) Relative voltage alteration meter
US5325049A (en) Frequency deviation measuring apparatus
SU991275A1 (en) Device for measuring humidity of grain
SU1704195A1 (en) Apparatus tv study semiconductor deep-lying levels
SU1251327A1 (en) Method and apparatus for analog-to-digital conversion
SU269633A1 (en) DIGITAL CURRENT MEASURING DEVICE
SU1101692A1 (en) Device for measuring thermal lag index
SU817604A1 (en) Device for converterting phase shift into digital code
SU1247682A1 (en) Device for measuring temperature
SU1751693A1 (en) Device for measuring attenuation non-uniformity of electromechanical filters
SU1698813A1 (en) Integrating digital voltmeter
SU584266A1 (en) Electronic module dynamic parameter meter
SU1138664A1 (en) Device for measuring temperature
SU398899A1 (en) DIFFERENT COEFFICIENT METER
SU959104A1 (en) Device for determining expectation
SU1278717A1 (en) Digital velocity meter
SU488164A1 (en) Device for measuring the phase shift of a radio pulse voltage
SU993156A1 (en) Device for measuring volt-farad characteristics
SU655996A1 (en) Arrangement for measuring mds-structure hysteresis characterictics
SU935700A1 (en) Apparatus for measuring non-electric values
SU1013757A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness meter
SU1501095A2 (en) Device for simulating a graph